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Title:
ORDER-PICKING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/157217
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an order-picking system (S) for automatically picking objects (9), the order-picking system (S) comprising a mobile order-picking robot (R) and a receiving tool magazine (M), in which are mounted receiving tools (8) provided to receive different objects (9), and the order-picking robot (R) has a load handling manipulator (L) with a robot arm (A), which has an interface (11), to which the receiving tool (8) can be attached and from which the receiving tool (8) can be removed, whereby the attached receiving tool (8) can be exchanged for another receiving tool (8) from the receiving tool magazine (M). According to the invention, identification systems (11, 12) are installed at the interface (11) of the robot arm (A) and/or at the receiving tool magazine (M) and make it possible to distinguish between the receiving tools (8).

Inventors:
KRUMBHOLZ PETER (DE)
GROH JONAS (DE)
HERRMANN UDO (DE)
HILDEBRANDT MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/051174
Publication Date:
July 28, 2022
Filing Date:
January 20, 2022
Export Citation:
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Assignee:
LINDE MATERIAL HANDLING GMBH (DE)
International Classes:
B25J9/16
Foreign References:
EP3738719A12020-11-18
EP3560656A12019-10-30
EP1339014A12003-08-27
DE102017129468A12019-06-13
DE102017130577A12019-06-13
EP2987761A12016-02-24
Attorney, Agent or Firm:
PATENTSHIP PATENTANWALTSGESELLSCHAFT (DE)
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Claims:
Patentansprüche Kommissioniersystem (S) zur automatischen Kommissionierung von Objekten (9), wobei das Kommissioniersystem (S) einen mobilen Kommissionierroboter (R) und ein Aufnahmewerkzeug-Magazin (M) umfasst, in dem, zur Aufnahme unterschiedlicher Objekte (9) vorgesehene, Aufnahmewerkzeuge (8) gelagert sind, und der Kommissionierroboter (R) einen Lasthandhabungsmanipulator (L) mit einem Roboterarm (A) aufweist, der über eine Schnittstelle (11 ) verfügt, an die das Aufnahmewerkzeug (8) anbringbar und von der das Aufnahmewerkzeug (8) abnehmbar ist, wodurch das angebrachte Aufnahmewerkzeug (8) durch ein anderes Aufnahmewerkzeug (8) aus dem Aufnahmewerkzeug-Magazin (M) austauschbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schnittstelle (11 ) des Roboterarms (A) und/oder am Aufnahmewerkzeug-Magazin (M) Identifikationssysteme (11 , I2) verbaut sind, die eine Unterscheidung der Aufnahmewerkzeuge (8) ermöglichen. Kommissioniersystem (S) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationssysteme (11 , I2) dazu eingerichtet sind, unterschiedliche Kodierungen der Aufnahmewerkzeuge (8) zu erkennen. Kommissioniersystem (S) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kodierungen der Aufnahmewerkzeuge (8) mechanische Markierungen umfassen. Kommissioniersystem (S) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kodierungen der Aufnahmewerkzeuge (8) elektronische und/oder optische Markierungen, insbesondere Barcodes, umfassen. Kommissioniersystem (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationssysteme (11 , I2) optische und/oder funkbasierte Sensoreinrichtungen umfassen. Kommissioniersystem (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmewerkzeug-Magazin (M) über eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung (D2) verfügt, in der ein Rechenprogramm hinterlegt ist, das für eine automatische Bewirtschaftung des Aufnahmewerkzeug-Magazins (M) eingerichtet ist. Kommissioniersystem (S) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Bewirtschaftung des Aufnahmewerkzeug-Magazins (M) ein Ein- und Ausbuchen der Aufnahmewerkzeuge (8) im Aufnahmewerkzeug-Magazin (M) umfasst. Kommissioniersystem (S) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Bewirtschaftung des Aufnahmewerkzeug-Magazins (M) eine Auswahl der Aufnahmewerkzeuge (8) im Vorgriff auf zukünftige Kommissioniervorgänge umfasst. Kommissioniersystem (S) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung (D2) des Aufnahmewerkzeug-Magazins (M) mit einer elektronischen Steuerungseinrichtung (D1 ) des mobilen Kommissionierroboters (R) in Wirkverbindung steht. Kommissioniersystem (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmewerkzeug-Magazin (M) auf dem mobilen Kommissionierroboter (R) untergebracht ist. Kommissioniersystem (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmewerkzeug-Magazin (M) auf einem Begleitfahrzeug (14) untergebracht ist. Kommissioniersystem (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmewerkzeug-Magazin (M) stationär untergebracht ist. Kommissioniersystem (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmewerkzeug-Magazin (M) regalähnlich mit hintereinander und/oder übereinander und/oder nebeneinander angeordneten Stellplätzen für die Aufnahmewerkzeuge (8) aufgebaut ist. 16

14. Kommissioniersystem (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmewerkzeug-Magazin (M) über eine Antriebseinrichtung verfügt, die eine Bereitstellung des Aufnahmewerkzeugs (8) an einer Übergabeposition ermöglicht.

15. Kommissioniersystem (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (11 ) des Roboterarms (A) des mobilen Kommissionierroboters (R) verriegelbar und öffnenbar ist.

16. Kommissioniersystem (S) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verriegeln und Öffnen der Schnittstelle (11 ) eine an der Schnittstelle (11 ) angeordnete Aktuatoreinrichtung vorgesehen ist.

17. Kommissioniersystem (S) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verriegeln und Öffnen der Schnittstelle (11 ) eine Drehvorrichtung des Lasthandhabungsmanipulators (L) vorgesehen ist. 8. Kommissioniersystem (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmewerkzeug-Magazin (M) verriegelbar und öffnenbar ist. 9. Kommissioniersystem (S) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verriegeln und Öffnen des Aufnahmewerkzeug-Magazins (M) eine an dem Aufnahmewerkzeug-Magazin (M) angeordnete Aktuatoreinrichtung vorgesehen ist. 0. Kommissioniersystem (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (11) des Roboterarms (A) des mobilen Kommissionierroboters (R) einem Ausgleichelement (10) des Roboterarms (A) vor- oder nachgeschaltet ist. 1. Kommissioniersystem (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (11) des Roboterarms (A) des mobilen Kommissionierroboters (R) über Durchführungen für Kabel und zur Versorgung des Aufnahmewerkzeugs (8) mit Medien verfügt.

Description:
Beschreibung

Kommissioniersystem

Die Erfindung betrifft ein Kommissioniersystem zur automatischen Kommissionierung von Objekten, wobei das Kommissioniersystem einen mobilen Kommissionierroboter und ein Aufnahmewerkzeug-Magazin umfasst, in dem, zur Aufnahme unterschiedlicher Objekte vorgesehene, Aufnahmewerkzeuge gelagert sind, und der Kommissionierroboter einen Lasthandhabungsmanipulator mit einem Roboterarm aufweist, der über eine Schnittstelle verfügt, an die das Aufnahmewerkzeug anbringbar und von der das Aufnahmewerkzeug abnehmbar ist, wodurch das angebrachte Aufnahmewerkzeug durch ein anderes Aufnahmewerkzeug aus dem Aufnahmewerkzeug-Magazin austauschbar ist.

Unter Kommissionierung versteht man alle Methoden zur Zusammenstellung von bestimmten Objekten, insbesondere von Gütern in Warenlagern oder Warenverteilzentren, beispielsweise einem Lagerhaus, aus einem bereitgestellten Gesamtsortiment. Dabei soll die Zusammenstellung aufgrund von Aufträgen, z.B. Kundenaufträgen oder Produktionsaufträgen erfolgen. In jüngster Zeit werden hierfür vermehrt automatische Systeme eingesetzt. Dabei werden z.B. Packstücke als zu kommissionierende Objekte von autonom oder automatisiert betriebenen Transportfahrzeugen von einer Quellposition, z.B. einer Quellpalette, aufgenommen und auf einer auf dem Fahrzeug transportierten Zielpalette abgesetzt. Insbesondere werden hierzu mobile Kommissionierroboter verwendet, die die zu kommissionierenden Packstücke selbstständig mittels Roboterarmen aufnehmen können. Diese Kommissionierroboter erhalten die Auftragsdaten wie Auftragsnummer, Koordinaten des Lagerortes, Stückzahl und Gewicht der Güter automatisch von einem Zentralrechner. Sie können z.B. bestimmte Regalfächer in Regallagern gezielt anfahren und das gewünschte Objekt mithilfe eines ein Aufnahmewerkzeug aufweisenden Greifsystems aus dem Regalfach entnehmen. Das Aufnahmewerkzeug kann als Greifer, beispielsweise als Adhäsionsgreifer oder Vakuumgreifer, ausgebildet sein. Mobile Kommissionierroboter weisen einen Lasthandhabungsmanipulator auf, der meist einen Hubmast oder eine andere Hubeinrichtung zur vertikalen Positionierung des Greifers im Regal und auf dem Zielgebinde umfasst. Dabei werden für den vollautonomen, mobilen Kommissionierprozess häufig Sonderkinematiken des Roboterarms eingesetzt. Roboter mit Standardkinematiken, insbesondere 6-Achs- Industrieroboter, sind oftmals zu schwer, nicht für den mobilen Einsatz konzipiert und haben kinematische Einschränkungen, die einen Einsatz in diesem Gebiet erschweren. Vorteilhafter sind Roboterarme mit flachen Kinematiken, die an einem Hubmast vertikal verfahren werden können. Derartige Roboterarme weisen mehrere flach, d.h. horizontal, angeordnete Armelemente auf, die einen zylindrischen Greifraum aufspannen, der sich für das Arbeiten in engen Lagerhäusern bestens eignet.

Mobile Kommissionierroboter mit flachen Armkinematiken sind beispielsweise aus der DE 10 2017 129 468 A1 und der DE 10 2017 130 577 A1 bekannt.

Bei der Kommissionierung mittels autonomer Fahrzeuge, beispielswiese Kommissionierroboter, aus dem Regal ist die Varianz der zu handhabenden Packstücke eine große Herausforderung. Die Varianz entsteht durch unterschiedliche Größen, Oberflächen, Materialien, Luft-Durchlässigkeiten, Gewichte und Formen der verschiedenen Packstücke.

Das automatisierte Kommissioniersystem muss darauf durch sehr teure Universalgreifer oder durch spezialisierte, aber wechselbare, Greifer reagieren.

Ein autonomes Kommissioniersystem sollte hierbei einen hohen Anteil der im Lagerhaus vorhandenen Packstücke greifen können, um rentabel betrieben werden zu können. Es sind zwar Hybrid-Systeme aus Maschine und Mensch denkbar, wobei eine Maschine eine erste Hälfte der Zielpalette kommissioniert und ein Mensch die Zielpalette fertig kommissioniert, dennoch muss eine große Mehrheit der Pakete automatisiert handhabbar sein, um überhaupt in die Technologie der autonomen Kommissionierung einzusteigen.

Aus der EP 2 987 761 A1 ist ein Flurförderzeug zum Kommissionieren mit mindestens einer Lastaufnahmevorrichtung für einen Transportbehälter für Waren, insbesondere eine Lastgabel, sowie einem Fahrantrieb für das Flurförderzeug und mit Sensormitteln zur Erfassung der Umgebung bekannt. Dabei ist ein Roboter-Manipulatorarm mit einem Greifer an dem Flurförderzeug angeordnet, der mit dem Greifer den Bereich der Lastaufnahmevorrichtung sowie mindestens einen Bereich außerhalb der Grundfläche des Flurförderzeugs erreichen kann und durch eine Steuerung anhand der Daten der Sensormitteln gesteuert werden kann.

In dieser Druckschrift wird auch angesprochen, dass es für verschiedene Waren sinnvoll sein kann, unterschiedliche Greifer einzusetzen. Dafür kann eine Halterung oder Lagerposition für weitere Greifer auf dem Flurförderzeug vorgesehen werden, beispielsweise im Fall eines Gabelhubwagens auf der Oberseite des Antriebsteils. Der Roboter-Manipulatorarm kann einen beispielsweise über eine Wechselaufnahme mit diesem verbundenen Greifer gegen einen der weiteren Greifer selbstständig austauschen, wenn dies aufgrund der Waren, die gehandhabt werden sollen, erforderlich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kommissioniersystem der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass ein bedarfsgerechter Austausch der Aufnahmewerkzeuge erleichtert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an der Schnittstelle des Roboterarms und/oder am Aufnahmewerkzeug-Magazin Identifikationssysteme verbaut sind, die eine Unterscheidung der Aufnahmewerkzeuge ermöglichen.

Mit der Erfindung wird also erreicht, dass die unterschiedlichen Aufnahmewerkzeuge, die insbesondere als spezialisierte Greifer ausgebildet sein können, leichter erkannt werden können, wodurch auch eine Automatisierung des Austauschvorgangs wesentlich erleichtert wird. Es ist nicht mehr notwendig, dass eine Bedienperson die unterschiedlichen Greifer selbst durchsieht und den geeigneten Greifer auswählt.

Somit ist es möglich, ohne erhöhten Personalaufwand unterschiedliche Greifer auf demselben autonomen Kommissioniersystem einzusetzen und zwischen diesen Greifern zu wechseln.

Vorteilhafterweise sind die Identifikationssysteme sowohl an der Schnittstelle des Roboterarms als auch am Aufnahmewerkzeug-Magazin verbaut. Dadurch wird ermöglicht, dass sowohl Informationen über das aktuell auf dem Kommissionierroboter im Einsatz befindliche Aufnahmewerkzeug als auch Informationen über den Bestand der im Aufnahmewerkzeug-Magazin bevorrateten Aufnahmewerkzeuge abrufbar sind, so dass ein bedarfsgerechter Austausch des Aufnahmewerkzeugs weiter erleichtert wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Identifikationssysteme dazu eingerichtet, unterschiedliche Kodierungen der Aufnahmewerkzeuge zu erkennen.

Dabei können die Kodierungen der Aufnahmewerkzeuge mechanische Markierungen umfassen.

Alternativ oder zusätzlich können die Kodierungen der Aufnahmewerkzeuge auch elektronische und/oder optische Markierungen, insbesondere Barcodes, umfassen.

Um die unterschiedlichen Aufnahmewerkzeuge sicher erkennen zu können, ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Identifikationssysteme optische und/oder funkbasierte Sensoreinrichtungen umfassen. Dabei kann es sich bei den optischen Sensoreinrichtungen beispielsweise um Kameras oder Laserscanner handeln. Bei den funkbasierten Sensoreinrichtungen können zum Beispiel RFID-Geräte zum Einsatz kommen.

Vorzugsweise verfügt das Aufnahmewerkzeug-Magazin über eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung, in der ein Rechenprogramm hinterlegt ist, das für eine automatische Bewirtschaftung des Aufnahmewerkzeug-Magazins eingerichtet ist.

Dabei umfasst die automatische Bewirtschaftung des Aufnahmewerkzeug-Magazins insbesondere ein Ein- und Ausbuchen der Aufnahmewerkzeuge im Aufnahmewerkzeug-Magazin.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann die automatische Bewirtschaftung des Aufnahmewerkzeug-Magazins auch eine Auswahl der Aufnahmewerkzeuge im Vorgriff auf zukünftige Kommissioniervorgänge umfassen. Somit können insbesondere im Vorgriff auf den nächsten Greifvorgang die entsprechend geeigneten Greifer ausgewählt werden. Das Rechenprogramm zur automatischen Bewirtschaftung des Aufnahmewerkzeug- Magazins muss entsprechend komplexer ausgestaltet sein, wenn die Aufnahmewerkzeuge des Magazins zwischen mehreren mobilen Kommissionierrobotern geteilt werden müssen, weil sich das Aufnahmewerkzeug- Magazin beispielsweise auf einem Begleitfahrzeug befindet. In diesem Fall muss ein rechtzeitiges Zur-Verfügung-Stehen des Aufnahmewerkzeug-Magazins in der Nähe des mobilen Kommissionierroboters gewährleistet sein, um Wartezeiten zu vermeiden.

Um insbesondere für eine automatisierte Bewirtschaftung des Aufnahmewerkzeug- Magazins eine Koordination zwischen dem mobilen Kommissionierroboter und dem Aufnahmewerkzeug-Magazin zu ermöglichen, steht die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung des Aufnahmewerkzeug-Magazins vorteilhafterweise mit einer elektronischen Steuerungseinrichtung des mobilen Kommissionierroboters in Wirkverbindung. Somit kann der mobile Kommissionierroboter mit dem Aufnahmewerkzeug-Magazin kommunizieren, so dass im Aufnahmewerkzeug-Magazin die für den jeweiligen Bedarf des mobilen Kommissionierroboters geeigneten Aufnahmewerkzeuge gezielt zur Verfügung gestellt werden können.

Zweckmäßigerweise ist das Aufnahmewerkzeug-Magazin auf dem mobilen Kommissionierroboter untergebracht. Hierbei ist auf eine gute Zugänglichkeit des Magazins mit dem Roboterarm des Kommissionierroboters zu achten. Zusätzlich darf das Aufnahmewerkzeug-Magazin nicht den Kommissionierroboter beim Greifen ins Regal behindern. Bei autonomen Kommissionierrobotern, die einen Hubmast und eine daran befestigte Kinematik aufweisen, wird explizit eine Anbringung des Magazins am Hubmast oder neben dem Hubmast vorgeschlagen, um die genannten Anforderungen zu erfüllen. Die Zugänglichkeit des Kommissionierroboters zu den Regalen auf beiden Seiten eines Regalgangs bleibt dabei bestehen. Insbesondere wird vorgeschlagen, das Aufnahmewerkzeug-Magazin örtlich neben oder über oder unter einem Pakete-Puffer des mobilen Kommissionierroboters anzuordnen.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Aufnahmewerkzeug- Magazin auf einem Begleitfahrzeug untergebracht ist. Zusätzlich oder alternativ kann das Aufnahmewerkzeug-Magazin auch stationär an der Infrastruktur verbaut sein. Dann muss das autonome Kommissioniersystem zum Aufnahmewerkzeug-Wechsel zum Aufnahmewerkzeug-Magazin hin fahren.

Zweckmäßigerweise ist das Aufnahmewerkzeug-Magazin regalähnlich mit hintereinander und/oder übereinander und/oder nebeneinander angeordneten Stellplätzen für die Aufnahmewerkzeuge aufgebaut. Dabei ist auf eine gute Zugänglichkeit aller Stellplätze zu achten. Das Aufnahmewerkezug-Magazin kann auch nach einem FiFo (First-in-First-out) -System oder einem FiLo (First-in-Last-out) - System bewirtschaftet werden. Entsprechende Logiken sind im Rechenprogramm zur Bewirtschaftung des Aufnahmewerkzeug-Magazins zu hinterlegen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Aufnahmewerkzeug- Magazin über eine Antriebseinrichtung verfügt, die eine Bereitstellung des Aufnahmewerkzeugs an einer Übergabeposition ermöglicht. Hierzu kann das Aufnahmewerkzeug-Magazin beispielsweise in der Art eines Revolver-Magazins ausgebildet sein.

Vorzugsweise ist die Schnittstelle des Roboterarms des mobilen Kommissionierroboters verriegelbar und öffnenbar. Somit kann die Schnittstelle für den Kommissionierbetrieb verriegelt werden, kann aber auch für den Wechsel des Aufnahmewerkzeugs geöffnet werden.

Das Öffnen und Verriegeln kann dabei manuell oder automatisiert erfolgen. Beide Varianten bieten Vorteile:

So kann bei einem Kommissioniersystem, das einen mobilen Kommissionierroboter und ein Begleitfahrzeug umfasst, das die zu kommissionierende Zielplatte transportiert, - so genanntes Twin-Truck-Konzept - jedem Regalgang im Lager, bzw. Gang- / Lagerabschnitt, ein autonomer Kommissionierroboter zugewiesen werden. Das Begleitfahrzeug fährt dann zwischen diesen Kommissionierrobotern hin und her, bis die Zielpalette fertig ist. Hierbei ist eine räumliche Aufteilung der Packstücke sinnvoll, so dass jeder autonome Kommissionierroboter ein für die jeweilige Packstückkategorie spezialisiertes Aufnahmewerkzeug nutzen kann. Hierfür ist ein manueller Aufnahmewerkzeug-Wechsel ausreichend. Die an der Schnittstelle des Roboterarms und am Aufnahmewerkzeug-Magazin verbauten Identifikationssysteme können für diesen Fall mit einer Anzeigevorrichtung in Wirkverbindung stehen, die der Bedienperson die Auswahl des geeigneten Aufnahmewerkzeugs anzeigt.

Andererseits ist bei autonomen Kommissioniersystemen, bei denen in enger zeitlicher Abfolge unterschiedliche Packstücke mit unterschiedlichen Aufnahmewerkzeugen gehandhabt werden sollen, ein automatisierter Wechsel des Aufnahmewerkzeugs sinnvoll.

In beiden Fällen ist es vorteilhaft, wenn zum Verriegeln und Öffnen der Schnittstelle eine an der Schnittstelle angeordnete Aktuatoreinrichtung vorgesehen ist.

Alternativ kann zum Verriegeln und Öffnen der Schnittstelle auch eine Drehvorrichtung des Lasthandhabungsmanipulators vorgesehen sein. Hierzu kann eine Drehmöglichkeit des Aufnahmewerkzeugs durch den Lasthandhabungsmanipulator genutzt werden. Dabei handelt es sich um eine vorteilhafte Ausgestaltung, weil kein zusätzlicher Aktuator verbaut werden muss. Eine Drehachse im Lasthandhabungsmanipulator ist bei autonomen Kommissionierrobotern häufig ohnehin verbaut, weil diese prozessbedingt nötig ist.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist die Schnittstelle des Roboterarms des mobilen Kommissionierroboters einem Ausgleichselement des Roboterarms vor- oder nachgeschaltet. Befindet sich die Schnittstelle oberhalb des Ausgleichselementes und ist somit dem Ausgleichselement vorgeschaltet, so wird mit dem Aufnahmewerkzeug auch das Ausgleichselement gewechselt. Das bietet Vorteile, wenn andere Aufnahmewerkzeuge für schwerere Packstücke vorgesehen sind, die dann auch Ausgleichselemente mit größeren Rückstellkräften benötigen. Befindet sich die Schnittstelle unterhalb des Ausgleichselements und ist somit dem Ausgleichselement nachgeschaltet, so kann das Kostenvorteile bieten, weil nur ein solches Ausgleichselement pro Kommissionierroboter vorgehalten werden muss.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Schnittstelle des Roboterarms des mobilen Kommissionierroboters über Durchführungen für Kabel und zur Versorgung des Aufnahmewerkzeugs mit Medien verfügt. Dies ist immer dann sinnvoll, wenn die Aufnahmewerkzeuge Technologien verwenden, die ein Medium (zum Beispiel bei Vakuum-Greifern) oder Energie oder Sensorik benötigen. Dabei ist die Schnittstelle so auszuführen, dass auch bereits vorhandene Aufnahmewerkzeug- Drehsysteme weiterhin funktionieren.

Vorzugsweise ist auch das Aufnahmewerkzeug-Magazin verriegelbar und öffnenbar. Zum Verriegeln und Öffnen des Aufnahmewerkzeug-Magazins ist zweckmäßigerweise eine an dem Aufnahmewerkzeug-Magazin angeordnete Aktuatoreinrichtung vorgesehen. Insbesondere weist das Aufnahmewerkzeug-Magazin eine Verriegelungsmöglichkeit für die Stellplätze der Aufnahmewerkzeuge auf. Hierzu können Stellplatz-Schnittstellen im Aufnahmewerkzeug-Magazin vorgesehen sein. Die Stellplatz-Schnittstellen können im Vergleich zu den Schnittstellen des Roboterarms des Kommissionierroboters auch vereinfacht ausgebildet sein, da ein im Aufnahmewerkzeug-Magazin befindliches Aufnahmewerkzeug nicht mit Energie, Daten oder Medien versorgt werden muss. Die im Aufnahmewerkzeug-Magazin befindlichen Stellplatz-Schnittstellen können dabei für unterschiedliche Aufnahmewerkzeuge gleich sein, aber auch an die individuellen Gegebenheiten des jeweiligen Aufnahmewerkzeugs angepasst sein.

Im Aufnahmewerkzeug-Magazin können mindestens zwei unterschiedliche Aufnahmewerkzeuge bevorratet werden. Dabei kann es sich um Aufnahmewerkzeuge, insbesondere Greifer, derselben Technologie handeln, zum Beispiel Vakuum-Saug- Greifer, die für unterschiedliche Gewichte und/oder Größen der Packstücke ausgelegt sind, oder aber auch um Aufnahmewerkzeuge, die unterschiedliche Technologien, insbesondere Greiftechnologien, verwenden.

Weiterhin können im Aufnahmewerkzeug-Magazin auch Spezial-Tools für eine Slipsheet-Entnahme von der Quellpalette, für eine Folienentnahme, zum Beispiel einer Stretchwrapping-Folie, oder auch für ein Wrapping, d.h. einem Folieren der fertigen Zielpalette, bevorratet werden.

Die Erfindung bietet eine ganze Reihe von Vorteilen:

Mit der Erfindung kann eine höhere Abdeckung der im Lager befindlichen Packstücke erzielt werden, so dass mehr Packstücke vom autonomen Kommissioniersystem bewirtschaftet werden können. Es sind standardisierte Kommissioniersysteme verwendbar, die spezialisierte Aufnahmewerkzeuge, insbesondere Greifer, haben.

Es können mehrere einfache, spezialisierte Greifer anstatt eines hochkomplexen Greifersystems eingesetzt werden. Dadurch ergeben sich geringere Kosten, ein niedrigeres Gewicht und eine kleinere Baugröße des einzelnen Greifers.

Außerdem kann das Sortiments an Standardgreifern durch kundenspezifische Varianten ergänzt werden.

Von Vorteil ist auch die Möglichkeit der Verwendung von Standard-Schnittstellen und Standard-Greifern.

Die Erfindung eignet sich für alle denkbaren Armkinematiken von Roboterarmen, insbesondere für die bei Kommissionierrobotern häufig verwendeten flachen Armkinematiken. Sie kann aber auch bei Sechs-Achs-Industrie-Roboter-Kinematiken angewendet werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen

Figur 1 ein erfindungsgemäßes Kommissioniersystem mit Kommissionierroboter und integriertem Aufnahmewerkzeug-Magazin,

Figur 2 ein Begleitfahrzeug mit einer bepackten Zielpalette,

Figur 3 zwei alternative Ausführungen des Kommissioniersystems mit Kommissionierroboter und integriertem Aufnahmewerkzeug-Magazin,

Figur 4 einen Kommissionierroboter ohne integriertem Aufnahmewerkzeug- Magazin, Figur 5 zwei alternative Ausführungen eines Begleitfahrzeugs mit Aufnahmewerkzeug-Magazin, und

Figur 6 eine Detailansicht des Aufnahmewerkzeugs, links im am Roboterarm montierten Zustand und rechts im im Aufnahmewerkzeug-Magazin abgelegten Zustand.

In den Figuren sind dieselben Merkmale mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.

In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Kommissioniersystem S mit einem mobilen Kommissionierroboter R und integriertem Aufnahmewerkzeug-Magazin M dargestellt.

Der mobile Kommissionierroboter R weist eine flache Armkinematik eines Lasthandhabungsmanipulators L nach dem so genannten Scara-Prinzip auf. Diese Bauform ist durch ein autonomes Fahrzeug 1 mit einem vertikalen Hubmast 2 und einem daran höhenverfahrbaren Schlitten 3 gekennzeichnet, an dem die flache Kinematik des Roboterarms A befestigt ist. Der Hubmast 2 stellt die erste vertikale Achse i1 des Lasthandhabungsmanipulators L dar. Am Schlitten 3 ist das erste Armelement 4 der Armkinematik des Roboterarms A befestigt. An diesem ist über die vertikale Achse i2 das Armelement 5 befestigt. Dort wiederum ist über die vertikale Achse i3 das Armelement 6 und daran über die vertikale Achse i4 das vorderste Armelement 7 befestigt, das das als Greifer 8 ausgebildete Aufnahmewerkzeug 8 trägt. Der Greifer 8 ist im vorliegenden Beispiel als Vakuumgreifer 8 ausgeführt, der beispielsweise als Packstücke 9 ausgebildete Objekte 9 von oben greift, wie in Figur 2 dargestellt.

Der Greifer 8 ist an einem Ausgleichselement 10 befestigt. Durch das Ausgleichselement 10 wird eine Nachgiebigkeit für mehrere Freiheitsgrade ermöglicht.

Zwischen dem Ausgleichselement 10 und dem vordersten Armelement 7 ist eine Schnittstelle 11 vorgesehen. An diese Schnittstelle 11 kann das Ausgleichselement 10 mit dem Greifer 8 angebracht, bzw. davon entfernt werden. Die Schnittstelle 11 ist für den Kommissionierbetrieb verriegelbar, kann aber auch für den Greiferwechsel geöffnet werden. Das Öffnen und Verriegeln kann dabei manuell oder automatisiert erfolgen. Das auf dem Fahrzeug 1 untergebrachte Aufnahmewerkzeug-Magazin M ist für die Bevorratung unterschiedlicher Greifer 8 vorgesehen, so dass der Lasthandhabungsmanipulator L den am vordersten Armelement 7 angebrachten Greifer 8 in das Aufnahmewerkzeug-Magazin M ablegen und durch einen anderen Greifer 8 austauschen kann. In der Figur 1 ist das Aufnahmewerkzeug-Magazin M leer.

An der Schnittstelle 11 des Roboterarms A und im Aufnahmewerkzeug-Magazin M sind Identifikationssysteme 11 und I2 verbaut. Damit können die Greifer 8 untereinander unterschieden werden. Unterschiedliche Greifer 8 sind dabei unterschiedlich codiert. Die Identifikationssysteme 11 und I2 können die unterschiedlichen Codierungen der Greifer 8 erkennen. Bei den Codierungen kann es sich zum Beispiel um optische Codierungen mittels eines Barcodes handeln. In diesem Fall umfassen die Identifikationssysteme 11 und I2 optische Sensoren, beispielsweise Kameras oder Laserscanner, um die Codierungen zu erkennen.

Das Aufnahmewerkzeug-Magazin M verfügt über eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung D1, in der ein Rechenprogramm hinterlegt ist, das für eine automatische Bewirtschaftung des Aufnahmewerkzeug-Magazins M eingerichtet ist. Die Datenverarbeitungseinrichtung D1 steht mit einer elektronischen Steuerungseinrichtung D2 des mobilen Kommissionierroboters R in Wirkverbindung.

Im vorliegenden Fall ist die Datenverarbeitungseinrichtung D1 in die Steuerungseinrichtung D2 des mobilen Kommissionierroboters R integriert.

Die Steuerungseinrichtung D2 des autonomen Kommissioniersystems kommuniziert mit der Datenverarbeitungseinrichtung D1 des Aufnahmewerkzeug-Magazins M. Dort werden die Greifer 8 ins Aufnahmewerkzeug-Magazins M ein- und ausgebucht. Auch eventuelle Störungen können hier gespeichert und verarbeitet werden. Zusätzlich können im Vorgriff auf den nächsten Pick die entsprechend geeigneten Greifer 8 ausgewählt werden.

Die Figur 2 zeigt ein Begleitfahrzeug 12 des Kommissioniersystems S mit einer, mit Packstücken 9 bepackten, Zielpalette. In der linken Abbildung ist das Begleitfahrzeug 12 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt, während es in der rechten Abbildung in der Draufsicht dargestellt ist. In der Figur 2 ist angedeutet, wie gerade ein Packstück 9 mittels des am Armelement 7 angebrachten Greifers 8 des in der Figur 2 nicht dargestellten Kommissionierroboters R abgelegt wird.

In der Figur 3 sind zwei alternative Ausführungen des Kommissioniersystems S mit Kommissionierroboter R und integriertem Aufnahmewerkzeug-Magazin M dargestellt. In der linken Abbildung der Figur 3 ist das Aufnahmewerkzeug-Magazin M seitlich neben einem Pakete-Puffer 13 angeordnet. In der rechten Abbildung der Figur 3 ist das Aufnahmewerkzeug-Magazin M am Hubmast 2 angebracht. Das Aufnahmewerkzeug- Magazin M kann hierbei oberhalb des Pakete-Puffers 13, an der anderen Seite des Hubmastes 2 oder beidseitig am Hubmast 2 angeordnet sein.

Die Figur 4 zeigt einen Kommissionierroboter R des Kommissioniersystems S gemäß der Figur 1 ohne integriertem Aufnahmewerkzeug-Magazin M.

In diesem Fall ist das Aufnahmewerkzeug-Magazin M auf einem separaten Begleitfahrzeug 14 des Kommissioniersystems S untergebracht, wie in der Figur 5 dargestellt. Das Begleitfahrzeug 14 kann hierbei einen Kommissionierroboter 1 oder mehrere Kommissionierroboter 1 mit Aufnahmewerkzeugen 8 versorgen.

In der linken Abbildung der Figur 5 ist das Begleitfahrzeug 14 mit leerem Aufnahmewerkzeug-Magazin M gezeigt. In der rechten Abbildung der Figur 5 ist das Begleitfahrzeug 14 mit einem alternativ ausgestalteten Aufnahmewerkzeug-Magazin M dargestellt, das Greifer 8 enthält. Hier ist auch angedeutet, wie ein Greifer 8 mittels des Roboterarms A des in der Figur 5 nicht dargestellten Kommissionierroboters R in das Aufnahmewerkzeug-Magazin M eingesetzt wird.

In der Figur 6 ist eine Detailansicht des als Greifer 8 ausgebildeten Aufnahmewerkzeugs 8 dargestellt. In der linken Abbildung der Figur 6 ist der Greifer 8 im am Roboterarm A montierten Zustand gezeigt. Der Greifer 8 ist am Ausgleichselement 10 angebracht. Über die Schnittstelle 11 ist das Ausgleichselement 10 mit dem Greifer 8 am Roboterarm A befestigt. Im Bereich der Schnittstelle 11 ist das Identifikationssystem 11 angeordnet, mit dem unterschiedliche Greifer 8 erkannt werden können. In der rechten Abbildung der Figur 6 ist der Greifer 8 mit dem Ausgleichselement 10 in einem Halter 15 des Aufnahmewerkzeug-Magazins M abgelegt.